واحد احیا مستقیم در فولاد زاگرس
به گزارش روابط عمومی مجتمع فولاد زاگرس، واحد احیا مستقیم یکی از مهم‌ترین بخش‌های کارخانه فولادسازی است که وظیفه تبدیل سنگ‌آهن (گندله) به آهن اسفنجی (Direct Reduced Iron – DRI) را بر عهده دارد. این فرآیند بدون ذوب کردن سنگ‌آهن انجام می‌شود و در دمایی پایین‌تر از نقطه ذوب آهن (حدود 800 تا 1100 درجه سانتی‌گراد) با استفاده از گازهای احیاکننده یا زغال‌سنگ، اکسیژن موجود در سنگ‌آهن حذف شده و آهن فلزی تولید می‌شود.
انواع فرآیندهای احیا مستقیم
دو روش اصلی برای احیا مستقیم سنگ‌آهن وجود دارد:
- روش مبتنی بر گاز طبیعی (Gas-Based)
در این روش، از گاز طبیعی برای احیای سنگ‌آهن استفاده می‌شود. مهم‌ترین فناوری‌های مورد استفاده شامل موارد زیر هستند:
- میدرکس (Midrex): متداول‌ترین فناوری احیا مستقیم که از گاز طبیعی به‌عنوان منبع انرژی و احیاکننده استفاده می‌کند.
- HYL: مشابه میدرکس اما با طراحی متفاوت در راکتورهای احیا.
- PERED: فناوری جدیدی که با بهره‌گیری از تجربه میدرکس و HYL توسعه یافته است.
مراحل فرآیند در روش گازی:
- گاز طبیعی (CH₄) در واحد ریفورمینگ به گازهای احیاکننده (CO و H₂) تبدیل می‌شود.
- این گازها به درون راکتور احیا تزریق شده و باعث حذف اکسیژن از سنگ‌آهن می‌شوند.
- آهن اسفنجی تولیدشده به‌صورت گلوله‌های متخلخل با خلوص بالا از راکتور خارج شده و به واحد فولادسازی منتقل می‌شود.
- روش مبتنی بر زغال‌سنگ (Coal-Based)
در این روش، زغال‌سنگ جایگزین گاز طبیعی شده و کربن موجود در زغال به‌عنوان عامل احیاکننده عمل می‌کند. مهم‌ترین فناوری‌های مورد استفاده شامل:
- SL/RN (Submerged Arc Furnace/Rotary Kiln): متداول‌ترین روش احیا مستقیم زغال‌سنگی که در کوره‌های دوار انجام می‌شود.
- FASTMET / ITmk3: فناوری‌های جدیدتر که بهره‌وری بالاتری دارند.
مراحل فرآیند در روش زغال‌سنگی:
- زغال‌سنگ به‌همراه گندله یا سنگ‌آهن به داخل کوره دوار تغذیه می‌شود.
- کربن زغال‌سنگ با اکسیژن موجود در سنگ‌آهن ترکیب شده و باعث احیای آن می‌شود.
- آهن اسفنجی تولید شده از انتهای کوره خارج شده و به بخش فولادسازی منتقل می‌شود.
مزایای استفاده از روش احیا مستقیم
- مصرف انرژی کمتر: در مقایسه با روش‌های سنتی مانند کوره بلند (Blast Furnace).
- آلودگی کمتر: به دلیل استفاده از گاز طبیعی و عدم نیاز به کک.
- راندمان بالا: آهن اسفنجی تولید شده دارای خلوص بالای آهن (90%+) است.
- سازگاری با محیط زیست: کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای مانند CO₂ در مقایسه با روش کوره بلند.
کاربرد آهن اسفنجی در فولادسازی
آهن اسفنجی معمولاً در کوره‌های قوس الکتریکی (EAF) یا کوره‌های القایی ذوب می‌شود و به‌عنوان جایگزین قراضه فولادی استفاده می‌شود. به دلیل خلوص بالا، تأثیر مثبتی بر کیفیت فولاد نهایی دارد.
آهن اسفنجی به دو صورت وارد فولادسازی می‌شود:
- حالت جامد: مستقیماً به کوره قوس الکتریکی وارد می‌شود.
- حالت بریکت (HBI – Hot Briquetted Iron): آهن اسفنجی به‌شکل فشرده‌شده برای کاهش اکسیداسیون و افزایش قابلیت حمل‌ونقل تولید می‌شود.
واحد احیا در دست احداث
واحد احیا مستقیم مجتمع فولاد زاگرس با دریافت جواز تأسیس یک میلیون تن در سال در دست احداث است و در آینده ای نزدیک خبرهای خوشی از آن به گوش مخاطبان و سهامداران این پروژه بزرگ خواهد رسید.